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图片来源:David Gannon/AFP via Getty
本报讯 印度“月船3号”探测器首次测量了月球南极附近土壤的成分。它发现的矿物质进一步证明,月球表面在其形成后不久就完全熔化了,并形成一片岩浆海洋。相关研究8月21日发表于《自然》。
“月船3号”于2023年7月14日发射升空,其“维克拉姆”着陆器于8月23日成功在月球南极着陆。“维克拉姆”着陆器高约2米、重约1700公斤,携带了一辆26公斤的月球车——Pragyan。
Pragyan在10天内收集了从温度到地震的相关测量数据,还研究了月球风化层(覆盖大部分月球表面的精细物质)的化学成分。月球车通过部署阿尔法粒子X射线光谱仪(APXS),在月球表面不同位置进行了23次探测。
印度物理研究实验室X射线天文学家Santosh Vadawale和同事分析了APXS收集的23个样本数据,并利用这些信息确定了月球风化层包含的元素及其相对丰度,从而揭示了月壤的矿物成分。
研究人员发现,所有23个样本的主要成分都为月球上常见的含铁斜长岩。
此前的月球着陆器也得到了类似结果,但“月船3号”获得的是月球极地地区的第一个样本,而之前着陆器访问的是月球赤道和中纬度地区。总之,这些分析表明,月球风化层的构成分布均匀。Vadawale说,这直接证实了月球表面在形成后是一片熔融的岩浆海洋。
据悉,两个独立团队通过分析美国“阿波罗11号”收集的岩石样本,于1970年提出了月球存在岩浆海洋的假说。该假说认为,月球早期曾发生过全球性熔融,形成了很深的岩浆海洋。随着岩浆海洋冷却,密度较低的含铁斜长岩浮到月球表面,较重的矿物则下沉形成月幔。而此次探月,“月船3号”的上述发现支持了这一假说。
此外,Vadawale和同事发现,与钙相比,样本中镁的含量更高,表明月球较深部位的镁铁质物质已混合到风化层中。研究人员将这归因于月球南极-艾特肯盆地的形成。该盆地的边缘距离“月船3号”着陆点350公里。
“形成如此大的撞击盆地,会将更深层的物质‘挖’出来。”Vadawale说,因为撞击物会深入月表以下,致使更深层的富含镁的物质大范围散布,略微改变了如今采集样本的风化层。
但南极-艾特肯盆地似乎主要由辉石组成,与此次样本数据不太吻合。研究人员表示,要了解这个问题,可能得将样本带回地球分析。(徐锐)
相关论文信息:
https://doi.org/10.1038/s41586-024-07870-7
《中国科学报》 (2024-08-26 第2版 国际)